Работа учителя физики «Шапкинского филиала МБОУ Мучкапской СОШ» Прудниковой Елены Борисовны
Мастер – класс
Тема: «Интерференция света в тонких пленках»
Телом слабый, но сияньем - сильный,
Точно дух, пузырь явился мыльный.
Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые; иначе такое бросание будет пустою забавою.
Козьма Прутков.
(на экране слайд – эпиграф) То, что я буду учителем, я знала с первого класса. Только вот периодически вставал вопрос о том, что выбрать – физику или лирику? Я с удовольствием участвовала и в конкурсах на лучшее сочинение и в городских олимпиадах по физике. Но в какой то момент перевесила все таки физика и я нисколько не пожалела об этом. И более того, я не представляю сейчас – как можно противопоставить физику лирике?
Первоначальное значение слова «физика» (от греч. ju1siV – природа, jusiko1V – природный) – природа. Это все, что окружает человека: леса, поля, реки, море, горы, небо, звезды, далекие миры. И сам человек со своим сложным миром мыслей, переживаний, ощущений. К физике-природе, при таком исконном понимании слова, имеет прямое отношение и поэзия, и живопись и музыка. Некоторые физические явления настолько чудесны, красивы, восхитительны, что вызывают необыкновенный восторг и бурю эмоций в человеческой душе, желание писать стихи и сочинять музыку. А с точки зрения науки они имеют вполне логичное объяснение. Вот об одном из таких явлений я и хотела бы поговорить с вами сегодня.
Итак, тема нашего с вами занятия сегодня – «Интерференция света в тонких пленках».Вы скажете: «Что это?» На первый взгляд, не слишком понятно для широкой аудитории, не правда ли? А летящие по воздуху переливающиеся всеми цветами радуги шары – это что? Ну, конечно же, каждый знает – это мыльные пузыри! (слайды: с надписью и мыльный пузырь) . Эта забава известна с давних времён и привлекает как детей, так и взрослых. Например, при раскопках известного города Помпеи были найдены фрески с изображением детей, выдувающих мыльные пузыри. Не менее популярна эта забава и в наш век высоких технологий.(слайд с ребенком) Тут вы можете сказать: «Что может быть проще?» Но не спешите с выводами, в мыльном пузыре заключены сложные физические явления, например, интерференции и дифракции световых волн, действия сил поверхностного натяжения и выталкивающей силы.
Наука может рассказать о мыльных пузырях много интересного.(слайд)
Вы не задумывались, почему мыльный пузырь летит, а не падает сразу вниз. На это есть несколько причин. Мы надуваем его, выдыхая воздух, а выдыхаемый нами воздух, как правило, теплее, а значит легче, чем окружающий. Кроме того, в нем больше
паров воды, которые легче воздуха. . Кроме того, соотношение массы и объема пузыря очень маленькое, то есть он имеет большой объем и очень маленький вес. Поэтому на него действует большая выталкивающая сила и легкое движение воздуха может преодолеть его стремление к земле, и он летит так же, как летит пушинка. Таким образом, мы объяснили способность пузырей летать.
А посмотрите, какой мыльный пузырь красивый, как он переливается разными цветами? (слайд) Все дело в том, что пленка пузыря очень тонкая, ее толщина доходит до размеров молекулы, так же как и толщина пленки бензина пролитого в лужу, которая тоже переливается разными цветами. Такая мономолекулярная пленка обладает свойством дифракционной решетки – свойством разлагать свет в спектр. Помните в школе проходили дифракционную решетку? (показать) Это набор тонких щелей, очень близко расположенных друг к другу – их может быть 100, 200, 55,600 штук на миллиметре. Эта решетка, как и призма, позволяет увидеть все цвета спектра. Простейшей дифракционной решеткой можно считать наши ресницы. Если, прищурившись, посмотреть сквозь ресницы на яркий свет, то можно увидеть радужную полоску – спектр. Молекулы в пленке пузыря крепко связаны друг с другом, но между ними есть промежутки, так что они образуют своеобразную решетку, на которой и разлагается луч света, образуя спектр, вот поэтому мыльный пузырь такой красивый. Если вы помните, темой нашего занятия является интерференция света в тонких пленках. Интерференция – это сложение световых волн, при котором происходит образование темных и светлых полос. Таким образом, в мыльной пленке пузыря происходит интерференция, в результате которой образуются темные и цветные полосы. Полосы на мыльном пузыре имеют неправильную форму, потому, что толщина пленки разная, внизу она толще, вверху тоньше, т. к. мыльный раствор стекает вниз под действием силы тяжести. Таким образом, мы объяснили такую великолепную окраску пузыря. ( слайд)
А вы задумывались, какой мыльный пузырь прочный? Посмотрите. Мыльная пленка образуется на трубочке сравнительно небольшого диаметра, а при надувании она может растягиваться до огромных размеров. Самый большой мыльный пузырь достигал 32м в диаметре. И эту прочность мыльному пузырю обеспечивает сила поверхностного натяжения – сила сцепления между молекулами
А теперь задумайтесь, с какой силой молекулы «держатся» друг за друга. Если бы можно было собрать столько людей, чтобы они заполнили всю поверхность Земли и держались за руки, смогли бы они удержаться? Думаю, что любое колебание сразу разорвало бы такой «человеческий пузырь». А вот молекулы держатся и даже когда пузырь надувают. Значит, их сила сцепления намного превосходит силу человека. Тем более, что когда мы дуем на пузырь, он раздувается, вытягивается. Если посмотреть с позиции молекул, это очень сильное воздействие. Представьте себе, что кто-то дует на наш земной шар, какая это сила. Ну как, теперь уже не скажешь, что мыльный пузырь – это просто, верно?
И я предлагаю вам попробовать самим заняться надуванием мыльных пузырей. Вы поймете, какой это замечательный способ расслабиться, успокоить нервы, снять стресс. Я дам вам несколько рецептов раствора для мыльных пузырей, и вы сможете найти замечательное занятие для детей и внуков. Вы можете просто надувать пузыри через трубочку, а кто-то может попробовать один из оригинальных способов, которые описаны в руководстве, которое я для вас приготовила. . К примеру, приобретите специальные плавающие свечи, налейте в ванную воды, поместите туда зажженные свечи, выключите свет и вместе с ребёнком попускайте мыльные пузыри. Уверяю вас, более красивое зрелище трудно увидеть. А какая релаксация! Очень интересно выдувать мыльные пузыри зимой на улице. При температуре -7 градусов пузырь может замёрзнуть. Для этого на него сверху нужно положить снежинку или аккуратно опустить пузырь на снег. Подобный трюк требует немало усилий и стараний, но он того стоит, поверьте! Так что пробуйте, предела совершенству здесь нет и, возможно, через некоторое время кто-то из вас сможет удивить всех «Шоу мыльных пузырей Если есть желающие, можете попробовать, пожалуйста! (наши девочки с пузырями) Желающим раздать.(еще два слайда и видеоролик).
Лиловая тучка плавится
В огне румяной зари.
Из мыльной пены мне нравится
Пускать в саду пузыри.
Блестят — золотые, цветистые,
Один за другим скользит...
Колышутся клены ветвистые,
Пичуга в листьях свистит.
Из влажной зеленой хоромины
Дивится веселый снегирь,
Увидев, что с легкой соломинки
Слетает мыльный пузырь.
Без крыльев ввысь поднимается,
Стремясь в неведомый край...
Но чуть взлетит — усмехается:
«Сейчас я лопну! Прощай!»
(После стихотворения опять первый слайд) На этой лирической ноте я и хотела бы закончить сегодняшнее занятие, и мне хочется, чтобы вы ушли отсюда с твердой уверенностью, что физика – это гармония, это красота, это музыка, это чудо! И когда ваши дети будут сетовать на то, что физика – это сложно, трудно, скучно – вы вспомните наше занятие, покажите им мыльные пузыри, про которые Марк Твен писал: «Мыльный пузырь, витая в воздухе…зажигается всеми оттенками цветов, присущими окружающим предметам. Мыльный пузырь, пожалуй, самое изысканное чудо природы», а еще помните слова, ставшие эпиграфом к занятию: «Бросая в воду камешки, смотри на круги, ими образуемые; иначе такое бросание будет пустою забавою»
